Într-un moment de pandemie, spațiul poate părea cea mai sigură destinație din acest sezon. Am finalizat zboruri private în spațiu, misiuni pe Marte sau lansarea megaconstelațiilor prin satelit. Astronomul Jiří Šilha, care se ocupă cu resturile spațiale, vorbește despre ceea ce căutăm pe Marte, cum va arăta călătoria spațială și dacă o poluăm înainte de primul tur.

ajută

În interviu puteți citi și:

  • cu ce ar trebui să se confrunte colonizatorii de pe Marte și Luna;
  • ce condiții, pe lângă bogăție, vor trebui să îndeplinească turiștii din spațiu;
  • câți sateliți circulă deasupra capului și dacă este sigur;
  • unde satelitul dezafectat va (nu) zbura;
  • cum arată curățarea orbitei?.

Puteți citi acest articol grație premiului ESET Science Award - un premiu care susține știința excepțională în Slovacia.

Anul acesta, prima companie privată a adus oamenii în spațiu, NASA a trimis un nou rover pe Marte, un rover chinez sau o sondă din Emiratele Arabe Unite se îndreaptă și acolo. Noi curse spațiale sau suntem mult în mijlocul lor?

Acestea nu sunt curse spațiale ca în timpul Războiului Rece. Mai degrabă, țările încearcă să rămână la planurile strategice pe termen lung și să lucreze împreună. De exemplu, Emiratele Arabe Unite, care au înființat abia recent o agenție spațială, lucrează cu o universitate din Colorado pentru a dezvolta un satelit.

Un alt exemplu este cooperarea dintre agențiile spațiale ruse și europene, care doresc să trimită un satelit și un rover pe Marte. În prezent, statele își dau seama că va fi mai ușor să pătrundă în spațiu dacă își unesc forțele.

De ce atât de multe țări au decis să exploreze Marte?

La fel ca Pământul și Venus, Marte se află în „zona verde” din jurul Soarelui. Există o zonă de temperatură limitată în jurul stelei în care ar putea exista apă lichidă pe planete. Deci nu este prea rece pentru a îngheța, dar nu prea cald pentru a se evapora. Suntem situați ideal în centru, Venus este mai aproape de Soare, iar Marte se află pe marginea exterioară.

Acest lucru îl face un candidat bun pentru un loc de locuit. În acest moment avem o ipoteză destul de mare că el a fost acolo mai devreme în trecut și a dispărut, dar acest lucru este și extrem de interesant pentru noi.

Ce se explorează în prezent pe Marte?

În primul rând, căutăm câteva urme de viață. Nu căutăm mamifere, ci mai degrabă microbi și urmele lor. Ne interesează cel mai mult dacă acea viață a fost acolo, cum a provenit și de ce a dispărut.

Din moment ce pare să existe apă, Marte este, de asemenea, un bun candidat pentru o posibilă colonizare. Prin urmare, studiem și geologia și clima acolo, iar câmpul său magnetic este, de asemenea, interesant.

Astronom: Zborul SpaceX pilotat de pe ISS este o piatră de hotar, mă aștept la un boom al turismului spațial

De ce un câmp magnetic slab este o problemă?

Este foarte slab. De aceea, Marte ar putea pierde o mare parte din atmosferă și ar putea pierde multă apă.

Soarele nostru emite particule încărcate energetic și suntem protejați de ele datorită câmpului electromagnetic al Pământului. Dacă nu am avea protecție, acele particule ar putea face ca atmosfera să se dezintegreze și să se împrăștie în spațiu. Vedem o ușoară interacțiune cu aceste particule de pe Pământ sub formă de aurora boreală.

Ce ar trebui să găsim pe Marte pentru a construi o colonie acolo?

Când vorbim despre colonizarea corpului ceresc, suntem întotdeauna primii care caută elemente care să ne ajute să supraviețuim acolo mult timp. Apa suficientă este din nou baza, pentru că o puteți descompune în oxigen și hidrogen. Ambele elemente pot fi folosite și ca combustibil. Acest lucru ar putea fi folosit pentru a vă aduce de pe suprafața lui Marte înapoi pe orbită și apoi înapoi pe Pământ, dacă doriți să călătoriți.

Avantajul colonizării lui Marte este că, spre deosebire de Lună, are o atmosferă. De asemenea, ne-ar putea proteja de lumina soarelui sau de meteoroizi. Corpurile spațiale au o viteză de zeci de kilometri pe secundă. Astfel, chiar și o particulă foarte mică ar ucide un potențial cetățean al lunii dacă nu ar fi protejat.

Vizualizarea sondei Hope peste suprafața lui Marte. Sursă - TASR/AP

O agenție spațială planifică deja o misiune pilotată pe Marte?

NASA intenționează să-l aducă pe om pe Marte în prima jumătate a anilor 1930. Planul este de a pune un om pe orbită în jurul lunii și de a crea o stație permanentă acolo. Ar contribui la aprovizionarea atât a Lunii cât și a lui Marte dacă ar exista colonii mai târziu. Desigur, există multe lucruri tehnice și politice care pot afecta aceste planuri.

Cât timp călătorește pe Marte?

Și spre lună?

Ce ar trebui să ne protejăm de Marte?

Vara, radiația electromagnetică de la soare ar fi probabil cea mai mare problemă de acolo. Racheta ar trebui protejată de niște scuturi. În timp ce rămânem pe Marte, ar trebui să creăm și o atmosferă sigură la gară. Dacă aveți prea mult oxigen în aer, acesta este foarte inflamabil, așa că am avea nevoie și de azot pentru a-l echilibra și atmosfera a fost stabilă.

Să mergem pentru zborurile mai scurte pe care omenirea a reușit deja să le cucerească. Zborurile demonstrative SpaceX au avut loc recent. Aceasta a fost prima dată când o companie privată a trimis un echipaj uman în spațiu. Așa-numitul echipaj ascuțit ar trebui să zboare în septembrie. Cum va fi diferit de cele anterioare?

Ceea ce am văzut în Flight Demo 2 va fi foarte similar cu ceea ce se întâmplă în Flight Crew1. Singura diferență va fi că un echipaj de patru membri va zbura, nu un echipaj de doi membri. Este interesant faptul că un astronaut japonez va fi la bord. Acest lucru reafirmă că NASA intenționează să coopereze la nivel internațional.

Zborul ar trebui să facă parte din rotația normală către stația ISS internațională. Deci va fi o „navetă” spațială clasică cu diferența că racheta este deținută de o companie privată.

Care este relația dintre SpaceX și NASA? Cred că nu pot zbura doar în spațiu ca o companie privată, chiar dacă am tehnologia?

SpaceX a câștigat un concurs pentru dezvoltarea unei nave de pasageri pentru NASA. Așa că NASA le-a ordonat literalmente. Au un contract de cinci ani, timp în care SpaceX va trebui să ducă astronauții la Stația Spațială Internațională în mod regulat de aproximativ trei ori pe an. Apoi vom vedea ce urmează.

Când vor putea turiștii spațiali bogați să zboare în spațiu?

Primele două zboruri ar putea începe anul viitor.

Crew Dragon Demo-2 este un zbor de test al navei spațiale Crew Dragon SpaceX către Stația Spațială Internațională (ISS). În imagine sunt astronauții Robert L. Behnken (stânga) și Douglas G. Hurley. Foto - AP

Zborul în spațiu este o afacere destul de solicitantă fizic. Turiștii spațiali vor trebui să urmeze o pregătire specială și vor exista unele restricții de sănătate în timpul zborurilor?

Turistul spațial trebuie să fie în formă fizică și nu ar trebui să aibă o problemă cu presiunea sau inima, de exemplu. Cred că pregătirea și pregătirea vor fi mai lungi decât zborul în sine.

Cele mai grave sunt doar începutul și aterizarea, unde o uriașă sarcină fiziologică este plasată asupra organismului sub formă de suprasarcină. Dar, în general, cred că este la fel de ușor de imaginat ca un carusel. Nici oricine nu poate merge pe roller-coastere extreme. Și zborurile spațiale vor fi o călătorie destul de dură pentru care neprofesioniștii se vor pregăti.

Știm deja cât de mult ar putea costa astfel de zboruri în jurul Pământului?

Până acum, un loc costă 50-60 milioane de euro.

Ai merge să te uiți în spațiu?

Nu m-a atras încă. Îmi place să privesc universul de pe Pământ.

Poate viața de pe Pământ să vină de pe Marte? NASA va trimite un nou rover și elicopter pe planeta roșie

Alte proiecte spațioase ambițioase din acest an sunt OneWeb și Starlink. Cele două companii au lansat deja câteva zeci de sateliți pe orbită pentru a construi o rețea care să furnizeze internet în bandă largă pentru întreaga lume. Cum ar funcționa o astfel de rețea și de ce avem nevoie de atât de mulți sateliți pentru asta?

Aceste companii doresc să creeze o megaconstelație de sateliți în jurul Pământului pe diferite orbite. Știm deja un concept similar din sistemul de navigație GPS, unde aveți 20.000 de kilometri deasupra suprafeței satelitului și oriunde vă aflați pe Pământ, ar trebui să fiți în contact cu cel puțin doi și astfel să puteți afla locația dvs.

Acest concept nu este suficient, deoarece un semnal și o transmisie de date relativ slabe sunt suficiente pentru a determina locația dvs., dar nu este suficient pentru internetul de mare viteză. Acest lucru necesită un număr mare de sateliți care sunt disponibili 24 de ore pe zi.

Jiří Šilha în fața Observatorului Haleakala din Hawaii, SUA. Sursă - arhivă J. Š.

Trebuie să fie teribil de scump. Se merită?

Acesta este trucul. Tehnologiile au avansat semnificativ, sateliții au devenit mai ieftini și sunt mult mai accesibile. Avantajul acestor companii este că dețin suporturi de rachete și platforme pentru producția de sateliți.

Este sigur? Chiar și în fața unei drone ieftine care zboară la doar câțiva metri deasupra capului meu, am respect ...

Știm de zeci de ani că vecinătatea Pământului este un mediu foarte sensibil și dinamic. Sateliții, etapele rachetelor și deșeurile circulă constant pe diferite orbite care se intersectează. Prin urmare, există riscul ca o coliziune să aibă loc, ceea ce va crea mai multe particule, acestea vor crea o altă coliziune și, în acest fel, vom ajunge în cascadă la starea că nu vom mai putea trimite nimic acolo.

Această situație s-a agravat în 2007 și 2009, când am avut trei dezintegrări majore pe o orbită joasă în jurul Pământului.

Ce zici de asta?

Echipele internaționale de la ONU lucrează la cum să te comporti în siguranță în spațiu. Conform regulilor actuale, cel mai important lucru este din ce țară începe zborul. Dacă începeți din SUA și satelitul dvs. privat face ceva, Statele Unite sunt responsabile la nivel internațional.

Câți sateliți sunt pe orbită?

Până acum trei ani, aveam aproximativ 1.200 de sateliți funcționali care orbitează Pământul. După sosirea SpaceX, sunt aproximativ 2.000 dintre ei activi. Desigur, sunt mai mici și vorbim de sute de kilograme, nu de tone, dar dacă se ciocnesc cu ceva, cu siguranță vor provoca dezintegrarea.

Odată cu apariția acestor mega-constelații, Statele Unite au creat o nouă legislație - reguli de trafic spațial. Companiile trebuie să le respecte dacă doresc să facă afaceri într-o anumită țară și să obțină o licență. SpaceX are în prezent autorizați 40.000 de sateliți cu orbită mică.

O privire asupra sateliților chiar înainte ca racheta să-i lanseze pe orbita Pământului pe 24 mai. Foto - SpaceX

Fiecare țară are propriile reguli?

Da. Când Statele Unite au lansat această inițiativă, restul lumii a început să se panicheze puțin, dându-și seama că, dacă nu reacționează rapid, vor rămâne complet în urmă în această afacere. De exemplu, Uniunea Europeană, împreună cu Agenția Spațială Europeană, a început să definească regulile de trafic spațial pentru Europa, pentru a rămâne competitivă.

Deci, orbita nu va fi aglomerată doar de sateliți americani?

Nu, dar cu siguranță va fi aglomerat.

Durata de viață a sateliților este de aproximativ 25 de ani. Aceasta înseamnă că în curând vom avea o curte de gunoi care zboară în jurul Pământului?

Exact. Știam că cea mai aglomerată zonă a fost de 800-1000 km, pentru că mergem acolo de la începutul cercetărilor spațiale. Dacă trimiteți un satelit acolo acum, va trebui adesea să faceți o manevră evazivă, altfel riscați o coliziune.

Prin urmare, megaconstelațiile intenționează să plaseze sateliții pe o orbită inferioară (530-550 km) și să lase natura să aibă grijă de ei. Sateliții vechi vor cădea și vor arde pur și simplu când vor fi frecați în atmosferă.

Există o problemă în această soluție?

Da. Vom avea un număr dens de corpuri care vor scădea constant de la această înălțime. La 430 de kilometri, avem stația spațială ISS. Sateliții în cădere au o anumită manevrabilitate, dar sunt foarte limitați. Deci, atunci când există riscul unei coliziuni, manevra va trebui să facă corpul să funcționeze. Acest lucru va complica funcționarea sateliților la altitudini sub 600 de kilometri.

Cât de mare ar trebui să fie sateliții pentru a zbura liber în spațiu după uzură?

Când un obiect orbitează Pământul, acesta poate întâlni trei tipuri de soartă. Dacă este suficient de redusă pentru a interacționa din când în când cu moleculele atmosferei, își pierde treptat energia cinetică, calea sa va fi redusă, până când arde în cele din urmă în atmosferă.

A doua posibilitate este ca un corp să exercite asupra lui o forță gravitațională sau să-i dăm un impuls suficient pentru a avea o viteză de evacuare. Acest lucru îi va permite să se desprindă de Pământ și să înceapă să orbiteze Soarele. Dar acest lucru nu se face des.

A treia posibilitate este de a lăsa corpul să zboare pe orbită în jurul Pământului „la nesfârșit”. Dacă este un corp la aproximativ 3.000 de kilometri deasupra Pământului și îl orbitează pe o orbită relativ circulară, atunci va rămâne acolo în esență pentru totdeauna.

Telescop AGO70, un reflector newtonian de 70 cm, situat la Observatorul Astronomic și Geofizic al Universității Charles din Modra. Sursa - J. Š.

Astfel de corpuri pot provoca unele probleme pe orbită?

Paradoxal, a fost puțină ploaie pentru câte lucruri zboară acolo. De exemplu, în 2009, doi mari sateliți s-au ciocnit peste Siberia. Coliziunea a avut loc la o viteză de 11 km/s (40.000 km/h), ambele dezintegrate în 3,5 mii de fragmente, care reprezintă o amenințare pentru sateliții care orbitează. Aproximativ 30% dintre ei au dispărut, dar unii se vor învârti în jurul Pământului de mii de ani, deoarece sunt suficient de înalți. De atunci nu am mai avut astfel de evenimente.

Astfel de fragmente ne afectează și viața pe Pământ?

În evoluția corpului cosmic, inginerii trebuie să răspundă la întrebarea dacă va arde în atmosferă sau poate cădea pe Pământ. Dacă există riscul ca o parte să lovească Pământul, există și riscul ca aceasta să rănească pe cineva.

În trecut, unele fragmente au supraviețuit intrând în atmosferă, dar până acum nu au avut loc răni. De exemplu, în 1978, când sateliții alimentați cu energie nucleară mai puteau fi folosiți în jurul Pământului, unul a devenit incontrolabil, a căzut și a contaminat o vastă zonă de radioactivitate în Canada. În 2018, chinezii au pierdut din nou controlul stației spațiale. Era deja suficient de scăzut încât știam că va arde în atmosferă, dar astronomii îl urmăreau, iar traiectoria sa se regla puțin. Din fericire, acestea nu sunt cazuri foarte frecvente.

Lăsați mulți sateliți să zboare pe orbită, acolo unde nu ne împiedică încă, dar vor fi acolo pentru totdeauna, îmi amintește de ideea de a arunca resturi în oceane în timp ce dispar sub suprafață. Când ne va ajunge din urmă și ce putem face pentru a preveni acest lucru?

Din fericire, există prevenire, iar obiectivul nostru de a reduce resturile legate de misiune funcționează destul de bine. Dar când ai un satelit vechi care se destramă, toate eforturile tale sunt în zadar. Un astfel de corp poate crea mii de fragmente noi. Prin urmare, planul este eliminarea activă a deșeurilor.

Imagine obținută cu telescopul AGO70 pentru un purtător de rachete rusesc plasat pe o pistă joasă. În timpul observației, s-a folosit un timp de expunere de 0,1 secunde când obiectul se afla la 2600 km de observator. Sursă - arhivă J. Š.

Cum se curăță o orbită?

Planul este crearea unui satelit care să ajungă la un corp în pericol de dezintegrare sau coliziune. L-ar captura activ, l-ar aduce la o traiectorie mai mică și i-ar reduce viața. Atmosfera este cel mai bun „aspirator” pentru deșeuri. Recent a avut loc o misiune demonstrativă pentru a demonstra diverse tehnologii de captare și urmărire a deșeurilor în spațiu. De exemplu, harpoane, plase sau brațe robotizate.

Noi astronomii monitorizăm aceste obiecte de pe Pământ și vedem dacă obiectul se comportă haotic și se rotește. Dacă satelitul „curățării” s-ar ciocni cu deșeurile, am avea mult mai multe fragmente decât urma să colectăm inițial.

De unde privești cerul?

Facultatea noastră are propriul său observator în Modra. Avem un telescop foarte puternic conceput pentru observarea și cercetarea deșeurilor. Putem observa obiecte de 30 de centimetri cu el chiar și pe orbite foarte joase.

Probabil că nu te entuziasmează căderea Perseidelor ...

Meteorii m-au fascinat întotdeauna. Prin ele simți viteza cu care Pământul călătorește prin spațiu și îți amintește ce este în el.

Este astronom. Lucrează la Departamentul de Astronomie, Fizică și Meteorologie a Pământului, Facultatea de Matematică, Fizică și Informatică, Universitatea Charles. Se ocupă în principal de deșeurile spațiale, proprietățile sale dinamice și fizice. Preda programarea în astronomie. A publicat mai multe lucrări despre comportamentul deșeurilor în spațiu.